[發明專利]一種新型結構的高功率密度永磁無刷雙饋電動機

在審

• 申請號: 201510204363.1
• 申請日: 2015-04-27
• 公開（公告）號: CN104811002A
• 公開（公告）日: 2015-07-29
• 發明（設計）人: 郭新華;黃燕濤;曾培煌;武少哲;薛嫻
• 申請（專利權）人: 華僑大學
• 主分類號: H02K16/04
• 分類號: H02K16/04;H02K29/00;H02K9/00
• 代理公司: 廈門市首創君合專利事務所有限公司 35204
• 代理人: 張松亭

技術領域

本發明涉及一種電機，特別是一種具有雙定子的新型高功率密度永磁無刷雙饋電動機。

背景技術

與傳統電勵磁電機相比，永磁電機具有結構簡單，運行可靠；體積小，質量輕；損耗少，效率高；電機的形狀和尺寸可以靈活多樣等顯著優點，因而受到電動汽車行業的廣泛關注。雙定子永磁無刷電機與傳統單定子永磁無刷電機相比，具有更高的轉矩密度和功率密度。因此在大功率驅動系統中，為了提高電機的功率密度，降低成本，其電機可采用雙定子結構。

專利CN203352396U給出了一種具有雙定子結構的新型電機，其轉子為杯狀結構，設置在第一定子和第二定子之間，電機的外定子、轉子和內定子同軸心且相互獨立。該電機分別在第二定子和轉子的杯壁上等間距均勻地嵌入永磁體，通過兩個永磁體共同作用可以實現電機急停急轉，精度控制高。由于定轉子上都嵌入永磁體，且第一定子和第二定子上都有繞組，電機運行時存在散熱問題。

專利CN104300755A給出了一種雙層多相對稱繞組的雙定子無刷雙饋電機，其轉子采用雙層多相對稱繞組的結構，電機的外定子、轉子和內定子同軸心且相互獨立。該電機取消了電刷滑環，提高了所在系統的可靠性，降低了維護成本。該電機將內定子和轉子等效為一個繞線轉子，且只有當轉子外層繞組建立的旋轉磁場與外定子繞組建立的旋轉磁場同步才能實現期望的雙饋同步運行。?但是該電機對電機的轉速和繞組頻率、極對數要求較高。

發明內容

本發明目的在于提供一種降低制造成本，提高電機功率密度和效率的雙定子的新型高功率密度永磁無刷雙饋電動機。

為了解決上述的技術問題，本發明提供了一種新型結構的高功率密度永磁無刷雙饋電動機，該電機包括第一定子、第二定子、轉子；第一定子、第二定子位于轉子的兩側，第一定子與轉子之間設有外氣隙，轉子與第二定子之間設有內氣隙，第一定子、第二定子通過定子支撐架連接固定；轉子的內外側上設有永磁體，轉子固定在轉軸上；所述的第一定子和第二定子分別安裝有電樞繞組。

在一較佳實施例中：所述的第一定子和第二定子的橫截面為環狀結構。

在一較佳實施例中：所述電樞繞組為同相位繞組。

在一較佳實施例中：所述電樞繞組相互獨立使用或者串聯使用。

在一較佳實施例中：所述的轉子的橫截面是環狀結構，所述永磁體在該轉子的兩個端面上形成圓周方向交替變化的磁極。

在一較佳實施例中：所述第一定子的外部和第二定子的內部分別設有散熱裝置。

在一較佳實施例中：所述轉子與永磁體為嵌入或內置的連接關系。

在一較佳實施例中：所述轉軸的一端通過軸承支撐。

相較于現有技術，本發明的技術方案具備以下有益效果：

由于本發明提供的一種新型結構的高功率密度永磁無刷雙饋電動機的兩個定子的電樞繞組不旋轉，因而避免了采用電刷和滑環進行供電的問題。

該新型結構的高功率密度永磁無刷雙饋電動機的第一定子外部和第二定子內部可增加散熱裝置，以便于電機散熱，解決了發明專利CN203352396U中存在的散熱問題。

該新型結構的高功率密度永磁無刷雙饋電動機的轉子具有較低的轉動慣量，且轉子為導磁材料，電機采用雙定子結構，其氣隙磁通密度高于傳統永磁無刷雙饋電動機，具有較高的功率密度和轉矩密度。

附圖說明

圖1為所述新型高功率密度永磁無刷雙饋電動機結構示意圖；

圖2為所述新型高功率密度永磁無刷雙饋電動機中轉子結構示意圖。；

圖3為繞組磁動勢F_a1、F_a3與磁動勢為F_s的合成關系圖。

具體實施方式

下文結合附圖和具體實施方式對本發明做進一步說明。

一種新型結構的高功率密度永磁無刷雙饋電動機的一種具體實現方式如圖1-2所示，這是一種具有雙定子的永磁電機，主要由三個部分構成，依次是第一定子1、轉子2、第二定子3。在裝配成型之后，兩個定子1、3位于外側，轉子2位于兩個定子1、3的里側。兩個定子通過定子支撐架12連接并固定住，轉子2固定在轉子軸23上，通過軸承24支撐。

本發明專利提出的新型高功率密度永磁無刷雙饋電動機的轉子2是環狀結構，采用嵌入式結構將永磁體21、22嵌入轉子內外側，如圖2所示。在高速系統中也可采用永磁體內置的結構。